Patterning dorso-ventral, Tube neural, Micropatterns, HESC, Voies de signalisation, Signaux endogènes, Suivi temporel, Modulation spatiale de la stimulation

Au cours du développement embryonnaire, les progéniteurs neuraux acquièrent des identités dorso-ventrales spécifiques en réponse à des gradients antiparallèles de BMP, Wnt et SHH au sein du tube neural. Si les modèles d'étude classiques de ce patterning dorso-ventral ont permis de mettre en évidence l'implication de ces morphogènes, ils ne permettent pas d'étudier la réponse cellulaire de manière quantitative et de suivre son évolution temporelle de manière optimale. Dans cette thèse, j'ai utilisé un procédé de microfabrication pour obtenir des micropatterns d'adhérence cellulaire permettant de différencier des cellules en 2D de manière spatialement contrôlée, ce qui permet de surmonter les limites présentées précédemment. Les substrats micropatternés ont déjà été utilisé pour étudier les voies de signalisation impliquées au cours de la gastrulation ou lors du patterning du neuroectoderme, et ont permis de préciser les mécanismes gouvernant la spécification cellulaire. J'ai donc adapté des protocoles de différenciation de cellules souches embryonnaires humaines (hESCs) en progéniteurs neuraux à la culture sur micropatterns, et j'ai identifié des conditions permettant d'obtenir des populations pures de progéniteurs spinaux caudaux à partir d'hESCs. J'ai également étudié la réponse des cellules en l'absence de stimulation exogène et en présence de signaux de dorsalisation (BMP) ou de ventralisation, en utilisant un agoniste de la voie SHH (SAG). Cette étude a permis de montrer l'implication de voies de signalisation endogènes qui tendent à dorsaliser les identités cellulaires en l'absence de stimulation exogène, ainsi que d'observer l'organisation spatiale de colonies soumises à différentes concentrations de BMP ou de SAG. Je me suis également intéressé aux mécanismes moléculaires pouvant expliquer l'émergence d'une organisation spatiale dans les différentes conditions étudiées. Les résultats suggèrent notamment un rôle de la voie de signalisation Activin/Nodal dans l'établissement d'un patterning ventral, qu'il reste encore à élucider. Finalement, j'ai commencé à étudier la différenciation de progéniteurs neuraux sur d'autres dispositifs pour pallier les limites liées aux substrats micropatternés, dans l'optique d'appliquer une stimulation basale, voire en forme de gradient. J'ai également tenté de générer des lignées cellulaires rapportrices propices à l'imagerie en temps réel de progéniteurs neuraux. Dans son ensemble, cette thèse a constitué un travail exploratoire autour de l'utilisation de nouvelles techniques de culture cellulaire pour l'étude du patterning dorso-ventral du tube neural, qui pourrait permettre de sonder les mécanismes impliqués de manière plus contrôlée.